JPS6222282B2 - - Google Patents
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- JPS6222282B2 JPS6222282B2 JP52070616A JP7061677A JPS6222282B2 JP S6222282 B2 JPS6222282 B2 JP S6222282B2 JP 52070616 A JP52070616 A JP 52070616A JP 7061677 A JP7061677 A JP 7061677A JP S6222282 B2 JPS6222282 B2 JP S6222282B2
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- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は特に集積回路化に好適する温度補償
増幅器に関する。
増幅器に関する。
近時、種々の回路で集積回路化を図られている
が、特に増幅器の場合には温度補償を簡便且つ良
好になすことが要請されている。
が、特に増幅器の場合には温度補償を簡便且つ良
好になすことが要請されている。
しかるに従来、この種の増幅器にあつては構成
が複雑化するにもかかわらず、温度補償の面で不
確実な点が残されていた。
が複雑化するにもかかわらず、温度補償の面で不
確実な点が残されていた。
そこでこの発明は以上のような点に鑑みてなさ
れたもので、簡易な構成でしかも確実に温度補償
がなし得、特に集積回路化に好適する極めて良好
な温度補償増幅器を提供することを目的としてい
る。
れたもので、簡易な構成でしかも確実に温度補償
がなし得、特に集積回路化に好適する極めて良好
な温度補償増幅器を提供することを目的としてい
る。
以下図面を参照してこの発明の一実施例につき
詳細に説明する。
詳細に説明する。
すなわち第１図に示すように差動対トランジス
タQ1，Q2でなる増幅器部AMPはその各コレクタ
が負荷抵抗ＲL，ＲLを対応的に介した後で温度補
償回路Ｃを構成するダイオード接続のトランジス
タT2を介して電源ＶCCに接続されると共に、そ
の共通エミツタが後述する電流源トランジスタ
T4を介して接地され、その各ベースが信号源ま
たはバイアス電源に接続される。そして前記ダイ
オード接続のトランジスタT2の共通コレクタ・
ベースにそのベースが接続されたトランジスタ
T1は、そのエミツタが抵抗R1を介して電源に接
続されると共に、そのコレクタがダイオード接続
のトランジスタT3を介して接地される。このダ
イオード接続のトランジスタT3の共通コレク
タ・ベースが前記電流源トランジスタT4のベー
スに接続されるものであるが、ここでT3，T4の
エミツタ面積比が１：ｎになされている。
タQ1，Q2でなる増幅器部AMPはその各コレクタ
が負荷抵抗ＲL，ＲLを対応的に介した後で温度補
償回路Ｃを構成するダイオード接続のトランジス
タT2を介して電源ＶCCに接続されると共に、そ
の共通エミツタが後述する電流源トランジスタ
T4を介して接地され、その各ベースが信号源ま
たはバイアス電源に接続される。そして前記ダイ
オード接続のトランジスタT2の共通コレクタ・
ベースにそのベースが接続されたトランジスタ
T1は、そのエミツタが抵抗R1を介して電源に接
続されると共に、そのコレクタがダイオード接続
のトランジスタT3を介して接地される。このダ
イオード接続のトランジスタT3の共通コレク
タ・ベースが前記電流源トランジスタT4のベー
スに接続されるものであるが、ここでT3，T4の
エミツタ面積比が１：ｎになされている。
而して以上の構成においてトランジスタT1，
T3に流れる電流をI1とし、トランジスタT2，
Q1，Q2およびT4に流れる電流をI2とすると、
T3，T4のエミツタ面積比が前述したように１：
ｎになされていることによつて Ｉ２／Ｉ１＝ｎ なる一定の関係にある。またトランジスタT1，
T2のベース・エミツタ間電圧をそれぞれＶBE1，
ＶBE2とすれば ＶBE2−ＶBE1＝ΔＶBE＝ｋＴ／ｑlnＩ２／Ｉ１ ＝ｋＴ／ｑln（ｎ） となる。ただし、Ｔは絶対温度であり、ｋはボル
ツマン定数であり、ｑは電子の電荷である。
T3に流れる電流をI1とし、トランジスタT2，
Q1，Q2およびT4に流れる電流をI2とすると、
T3，T4のエミツタ面積比が前述したように１：
ｎになされていることによつて Ｉ２／Ｉ１＝ｎ なる一定の関係にある。またトランジスタT1，
T2のベース・エミツタ間電圧をそれぞれＶBE1，
ＶBE2とすれば ＶBE2−ＶBE1＝ΔＶBE＝ｋＴ／ｑlnＩ２／Ｉ１ ＝ｋＴ／ｑln（ｎ） となる。ただし、Ｔは絶対温度であり、ｋはボル
ツマン定数であり、ｑは電子の電荷である。
そしてI1はI1＝ΔＶBE／R1であるから上式の結
果を用いると I1＝１／Ｒ１・ｋＴ／ｑln（ｎ） で表わすことができるが、ｋ／ｑln（ｎ）はそのうち ｋ，ｑがそれぞれ定数であり、ｎが面積比である
から、温度に対して実質的に依存性を有していな
いとみることができるので、これを定数Ａとすれ
ば I1＝ＡＴ／Ｒ１ とおける。そこでこの式について温度依存性を求
めるためにI1をＴで偏微分すれば となる。
果を用いると I1＝１／Ｒ１・ｋＴ／ｑln（ｎ） で表わすことができるが、ｋ／ｑln（ｎ）はそのうち ｋ，ｑがそれぞれ定数であり、ｎが面積比である
から、温度に対して実質的に依存性を有していな
いとみることができるので、これを定数Ａとすれ
ば I1＝ＡＴ／Ｒ１ とおける。そこでこの式について温度依存性を求
めるためにI1をＴで偏微分すれば となる。
一方、（差動）増幅器部AMPについて増幅度の
温度依存性を求めてみると、先ずその増幅度ＧA
は ＧA＝ＲＬ／γｅｅ で表わされるが、ここでγee＝ｋＴ／ｑ・２／Ｉ２であ
るか ら ＧA＝ｑ／２ｋ・Ｉ２・ＲＬ／Ｔ となる。そこでかかる式についてＧAをＴで偏微
分すると となるが、この式より増幅度ＧAの温度依存性を
なくす条件を満たすようにバイアスを設定するに
は∂ＧＡ／∂Ｔ＝０をとつてやればよいから、結局 （∂Ｉ２／∂Ｔ・ＲL＋I2∂ＲＬ／∂Ｔ）Ｔ−I2・ＲL
＝０ となり、これより １／Ｉ２・∂Ｉ２／∂Ｔ＝（１／Ｔ−１／ＲＬ・∂Ｒ
Ｌ／∂Ｔ……(2) が求まる。
温度依存性を求めてみると、先ずその増幅度ＧA
は ＧA＝ＲＬ／γｅｅ で表わされるが、ここでγee＝ｋＴ／ｑ・２／Ｉ２であ
るか ら ＧA＝ｑ／２ｋ・Ｉ２・ＲＬ／Ｔ となる。そこでかかる式についてＧAをＴで偏微
分すると となるが、この式より増幅度ＧAの温度依存性を
なくす条件を満たすようにバイアスを設定するに
は∂ＧＡ／∂Ｔ＝０をとつてやればよいから、結局 （∂Ｉ２／∂Ｔ・ＲL＋I2∂ＲＬ／∂Ｔ）Ｔ−I2・ＲL
＝０ となり、これより １／Ｉ２・∂Ｉ２／∂Ｔ＝（１／Ｔ−１／ＲＬ・∂Ｒ
Ｌ／∂Ｔ……(2) が求まる。
ところで、I2はI2＝ｎ・I1で表わされるもの
で、これの温度依存性は∂Ｉ２／∂Ｔ＝ｎ∂Ｉ１／∂Ｔ
となるが前述 の(1)式を用いれば ∂Ｉ２／∂Ｔ＝ｎ・Ａ／Ｒ１（１−Ｔ・１／Ｒ１・∂
Ｒ１／∂Ｔ） となり、これより １／Ｉ２・∂Ｉ２／∂Ｔ＝１／Ｔ−１／Ｒ１ ∂Ｒ１
／∂Ｔ……(3) となる。つまりこの(3)式と前記(2)式において実質
的にＲLとR1に関して１／ＲＬ ∂ＲＬ／∂Ｔ≒１／Ｒ
１ ∂Ｒ１／∂Ｔを満足 しているものとすれば両式が一致してすべての温
度範囲で増幅器部AMPの増幅度を略一定にし得
ることがわかり、簡易な構成で確実に温度補償が
なせることになる。
で、これの温度依存性は∂Ｉ２／∂Ｔ＝ｎ∂Ｉ１／∂Ｔ
となるが前述 の(1)式を用いれば ∂Ｉ２／∂Ｔ＝ｎ・Ａ／Ｒ１（１−Ｔ・１／Ｒ１・∂
Ｒ１／∂Ｔ） となり、これより １／Ｉ２・∂Ｉ２／∂Ｔ＝１／Ｔ−１／Ｒ１ ∂Ｒ１
／∂Ｔ……(3) となる。つまりこの(3)式と前記(2)式において実質
的にＲLとR1に関して１／ＲＬ ∂ＲＬ／∂Ｔ≒１／Ｒ
１ ∂Ｒ１／∂Ｔを満足 しているものとすれば両式が一致してすべての温
度範囲で増幅器部AMPの増幅度を略一定にし得
ることがわかり、簡易な構成で確実に温度補償が
なせることになる。
またI2はI2＝ｎ・Ａ・Ｔ／Ｒ１とも表わされ、且つＡ
＝ｋ／ｑ ln（ｎ）であるから、ＧAは ＧA＝ｑ・ｎ・Ａ／２ｋ・ＲＬ／Ｒ１＝１／２・ｎ・l
n（ｎ）・ＲＬ／Ｒ１ となる。そしてこの式より、ＧAは抵抗比とエミ
ツタ面積比によつて決定されることがわかる。つ
まり、通常のモノリシツク集積回路では絶対値的
な精度はそれ程でないにしても、相対的な精度は
かなりよく実現し得るので、ＧAのばらつきは少
ないといえる。
＝ｋ／ｑ ln（ｎ）であるから、ＧAは ＧA＝ｑ・ｎ・Ａ／２ｋ・ＲＬ／Ｒ１＝１／２・ｎ・l
n（ｎ）・ＲＬ／Ｒ１ となる。そしてこの式より、ＧAは抵抗比とエミ
ツタ面積比によつて決定されることがわかる。つ
まり、通常のモノリシツク集積回路では絶対値的
な精度はそれ程でないにしても、相対的な精度は
かなりよく実現し得るので、ＧAのばらつきは少
ないといえる。
第２図は他の実施例を示すもので、この場合
（差動）増幅器部AMPとは独立させた温度補償回
路Ｃがエミツタ電流の密度差によるΔＶBEとＲに
よつて、前例に準じた １／Ｉ・∂Ｉ／∂Ｔ＝１／Ｔ−１／Ｒ ∂Ｒ／∂Ｔ という温度特性を示す電流Ｉをつくる部分であ
る。（差動）増幅器部Ａの電流はトランジスタ
T3，T4のエミツタ面積比によつて定まる。トラ
ンジスタT7，T8はT1，T4のベース電流補正用で
ある。そして電流ＩはT3，T6のエミツタ面積比
と抵抗Ｒによつて決定される。
（差動）増幅器部AMPとは独立させた温度補償回
路Ｃがエミツタ電流の密度差によるΔＶBEとＲに
よつて、前例に準じた １／Ｉ・∂Ｉ／∂Ｔ＝１／Ｔ−１／Ｒ ∂Ｒ／∂Ｔ という温度特性を示す電流Ｉをつくる部分であ
る。（差動）増幅器部Ａの電流はトランジスタ
T3，T4のエミツタ面積比によつて定まる。トラ
ンジスタT7，T8はT1，T4のベース電流補正用で
ある。そして電流ＩはT3，T6のエミツタ面積比
と抵抗Ｒによつて決定される。
従つて、この実施例では１／Ｒ ∂Ｒ／∂Ｔ≒１／Ｒ
Ｌ ∂ＲＬ／∂Ｔを 満足させてやればよい。
Ｌ ∂ＲＬ／∂Ｔを 満足させてやればよい。
第３図もまた他の実施例を示すもので、構成的
には第２図のものに準じているが、この場合エミ
ツタ面積比によつてでなく抵抗比（抵抗R1，
R2，R3にかかる電圧を＞ＶBEとすれば略電流比
と抵抗比が一致する）によつて電流が決定される
点が前例と異なつている。なお、この実施例の満
足すべき条件は第２図の場合と同様である。
には第２図のものに準じているが、この場合エミ
ツタ面積比によつてでなく抵抗比（抵抗R1，
R2，R3にかかる電圧を＞ＶBEとすれば略電流比
と抵抗比が一致する）によつて電流が決定される
点が前例と異なつている。なお、この実施例の満
足すべき条件は第２図の場合と同様である。
第４図もまた他の実施例を示すもので、この場
合、T1，T2はマルチコレクタでその電流比がＩ１／Ｉ２ ＝ｍとされると共に、T3，T4のエミツタ面積比
が１：ｎであるとすれば I2＝ＶＢＥ３−ＶＢＥ６／Ｒ２＝１／Ｒ２・ｋＴ／ｑ
ln（ｍ） なる関係が成立する。ここでｋ／ｑln（ｍ）＝A′とお くと I2＝Ａ′Ｔ／Ｒ２ となる。これの温度依存性は となる。ここで１／Ｒ・∂Ｒ／∂Ｔ＝ΔＲ、１／Ｉ ∂
Ｉ／∂Ｔ＝ΔＩとす ると ΔI2＝１／Ｔ−ΔＲ となる。ここで電流比が一定であることによつて ΔI1＝１／Ｔ−ΔＲ でもある。
合、T1，T2はマルチコレクタでその電流比がＩ１／Ｉ２ ＝ｍとされると共に、T3，T4のエミツタ面積比
が１：ｎであるとすれば I2＝ＶＢＥ３−ＶＢＥ６／Ｒ２＝１／Ｒ２・ｋＴ／ｑ
ln（ｍ） なる関係が成立する。ここでｋ／ｑln（ｍ）＝A′とお くと I2＝Ａ′Ｔ／Ｒ２ となる。これの温度依存性は となる。ここで１／Ｒ・∂Ｒ／∂Ｔ＝ΔＲ、１／Ｉ ∂
Ｉ／∂Ｔ＝ΔＩとす ると ΔI2＝１／Ｔ−ΔＲ となる。ここで電流比が一定であることによつて ΔI1＝１／Ｔ−ΔＲ でもある。
一方、（差動）増幅器部Ａに流れる電流I3は
I3＝ＶＢＥ３−ＶＢＥ４／Ｒ１＝１／Ｒ１・ｋＴ／ｑ
ln（ｎ・Ｉ１／Ｉ３） となり、ln（ｎＩ１／Ｉ３）＝Ｋとおいて温度依存性を
求め ると ∂Ｉ３／∂Ｔ＝ｋ／ｑ・ＴＫ／Ｒ１｛１／Ｔ−ΔR1 ＋１／Ｋ（ΔI1−ΔI3）｝ となり、この温度依存性が零になる条件より が求まる。つまりこの式でΔI1＝１／Ｔ−ΔR2なら、 ΔR1＝ΔR2の条件でΔI3＝１／Ｔ−ΔR2となつて（差 動）増幅器部AMPの温度特性を補償できるもの
である。
ln（ｎ・Ｉ１／Ｉ３） となり、ln（ｎＩ１／Ｉ３）＝Ｋとおいて温度依存性を
求め ると ∂Ｉ３／∂Ｔ＝ｋ／ｑ・ＴＫ／Ｒ１｛１／Ｔ−ΔR1 ＋１／Ｋ（ΔI1−ΔI3）｝ となり、この温度依存性が零になる条件より が求まる。つまりこの式でΔI1＝１／Ｔ−ΔR2なら、 ΔR1＝ΔR2の条件でΔI3＝１／Ｔ−ΔR2となつて（差 動）増幅器部AMPの温度特性を補償できるもの
である。
従つて、この実施例の満足すべき条件は
１／Ｒ２ ∂Ｒ２／∂Ｔ≒１／ＲＬ ∂ＲＬ／∂Ｔ≒
１／∂Ｒ１ ∂Ｒ１／∂Ｔである。
１／∂Ｒ１ ∂Ｒ１／∂Ｔである。
第５図もまた他の実施例を示すもので、これは
差動増幅器部が多段A1，A2…構成となる場合で
ある。そして電流比は抵抗R11，R12，R13…（各
抵抗にかかる電圧がＶBEの差に対して十分大きい
ものとする）で決定される。また、マルチコレク
タにして電流比を決めるT1′，T2′，T3′…および
抵抗R21，R22…によつて正の温度特性を有する電
流を作ることもできる。そしてこの場合、各段の
差動増幅器は互いに分離されれているので後段か
ら前段への不要な帰還を少なくし得る。
差動増幅器部が多段A1，A2…構成となる場合で
ある。そして電流比は抵抗R11，R12，R13…（各
抵抗にかかる電圧がＶBEの差に対して十分大きい
ものとする）で決定される。また、マルチコレク
タにして電流比を決めるT1′，T2′，T3′…および
抵抗R21，R22…によつて正の温度特性を有する電
流を作ることもできる。そしてこの場合、各段の
差動増幅器は互いに分離されれているので後段か
ら前段への不要な帰還を少なくし得る。
第６図もまた他の実施例を示すもので、この場
合差動増幅器部AMPに流れる電流I2が温度補償
回路Ｃに流れる電流I1に比べて大きい場合に好適
する。
合差動増幅器部AMPに流れる電流I2が温度補償
回路Ｃに流れる電流I1に比べて大きい場合に好適
する。
第７図乃至第１０図に差動増幅器AMPに対し
て温度補償を行なう他の異なる実施例を示し、第
１１図にエミツタ接地形増幅器AMP′に対して温
度補償を行なう他の異なる実施例を示す。
て温度補償を行なう他の異なる実施例を示し、第
１１図にエミツタ接地形増幅器AMP′に対して温
度補償を行なう他の異なる実施例を示す。
すなわち以上のようにしてこの発明によれば、
少なくとも一方の動作電流路に抵抗Ｒを有して互
いの電流比が一定になされた第１および第２のト
ランジスタでなる温度補償回路部と、該回路の各
トランジスタの電流密度の差により生じる各ベー
ス・エミツタ間電圧の差ΔＶBEと前記抵抗Ｒとに
よつて決定される電流ΔＶBE／Ｒに比例した電流
源ならびに負荷抵抗ＲLを有してなる増幅器部と
によつて構成し、前記抵抗Ｒと負荷抵抗ＲLとの
間で １／Ｒ ∂Ｒ／∂Ｔ≒１／ＲＬ ∂ＲＬ／∂Ｔなる関係
を満足することによ り、簡易な構成でしかも確実に温度補償がなし
得、特に集積回路に好適する極めて良好な温度補
償増幅器を提供することが可能となる。
少なくとも一方の動作電流路に抵抗Ｒを有して互
いの電流比が一定になされた第１および第２のト
ランジスタでなる温度補償回路部と、該回路の各
トランジスタの電流密度の差により生じる各ベー
ス・エミツタ間電圧の差ΔＶBEと前記抵抗Ｒとに
よつて決定される電流ΔＶBE／Ｒに比例した電流
源ならびに負荷抵抗ＲLを有してなる増幅器部と
によつて構成し、前記抵抗Ｒと負荷抵抗ＲLとの
間で １／Ｒ ∂Ｒ／∂Ｔ≒１／ＲＬ ∂ＲＬ／∂Ｔなる関係
を満足することによ り、簡易な構成でしかも確実に温度補償がなし
得、特に集積回路に好適する極めて良好な温度補
償増幅器を提供することが可能となる。
第１図はこの発明に係る温度補償増幅器の一実
施例を示す回路結線図、第２図乃至第１１図も同
じく他の異なる実施例を示す回路結線図である。 Q1，Q2…差動対トランジスタ、AMP…増幅器
部、T1〜T4…トランジスタ、R1…抵抗、ＲL…負
荷抵抗。
施例を示す回路結線図、第２図乃至第１１図も同
じく他の異なる実施例を示す回路結線図である。 Q1，Q2…差動対トランジスタ、AMP…増幅器
部、T1〜T4…トランジスタ、R1…抵抗、ＲL…負
荷抵抗。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 第１の電流I1および該第１の電流I1に対し所
定の電流比ｎを有する第２の電流I2との電流通路
を各別に形成する第１の手段を伴つて前記それぞ
れの電流通路に各コレクターエミツタ回路が結合
されると共に、実質的に前記第１および第２の電
流I1，I2の差による互いのベース・エミツタ間電
圧の差電圧ΔＶBEが両端に加わる抵抗Ｒを介して
閉ループを形成する第２の手段を伴つて互いのベ
ース・エミツタ回路が結合される第１および第２
のトランジスタでなる温度補償回路部と、この温
度補償回路部の前記差電圧ΔＶBEと前記抵抗Ｒに
よつて決定される電流ΔＶBE／Ｒに比例した電流
を流す電流源ならびに負荷抵抗ＲLを含むトラン
ジスタ増幅器部とを具備し、前記抵抗Ｒと負荷抵
抗ＲLとの間で １／Ｒ ∂Ｒ／∂Ｔ≒１／ＲＬ ∂ＲＬ／∂Ｔ（但し
、Ｔは絶対温度） なる関係を満足していることを特徴とする温度補
償増幅器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7061677A JPS545364A (en) | 1977-06-15 | 1977-06-15 | Temperature compensating amplifier |
| US05/914,293 US4238738A (en) | 1977-06-15 | 1978-06-09 | Temperature-compensated amplifier circuit |
| DE2826272A DE2826272C2 (de) | 1977-06-15 | 1978-06-15 | Temperaturkompensierte Verstärkerschaltung |
| GB7827040A GB2000928B (en) | 1977-06-15 | 1978-06-15 | Temperature-compensated amplifier circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7061677A JPS545364A (en) | 1977-06-15 | 1977-06-15 | Temperature compensating amplifier |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS545364A JPS545364A (en) | 1979-01-16 |
| JPS6222282B2 true JPS6222282B2 (ja) | 1987-05-18 |
Family
ID=13436706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7061677A Granted JPS545364A (en) | 1977-06-15 | 1977-06-15 | Temperature compensating amplifier |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS545364A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55107716U (ja) * | 1979-01-19 | 1980-07-28 | ||
| EP0064126A3 (en) * | 1981-04-27 | 1983-01-26 | International Business Machines Corporation | A differential amplifier |
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1977
- 1977-06-15 JP JP7061677A patent/JPS545364A/ja active Granted
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS545364A (en) | 1979-01-16 |
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